De Broglieova vlna

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Podle de Broglievy hypotézy, přiřazuje částicím látky (ať už elektronu, protonu či jiné částici) nejen vlastnosti částic ale také vlnové a tedy pohybující se částici připadá na základě této hypotézy určitá vlnová délka de Broglieho vlny. V klasické fyzice je tato představa zvláštní, ale v kvantové fyzice, jak bylo dokázáno mnoha experimenty např. Davissonův–Germerův experiment, byla potvrzena. De Broglie navrhnul vztah mezi hybností volné částice a vektorem šíření , resp. vlnovou délkou rovinné vlny, která je této částici přiřazena: kde je Planckova konstanta [1].

Šíření De Broglieovy vlny
Difrakce elektronů
Schéma De Broglieovy vlny atomu.


Francouzský fyzik Louis de Broglie navrhl, že vlnové vlastnosti mohou mít vedle fotonů elektromagnetického záření také elektrony a jiné hmotné částice (částice s klidovou hmotností). Tuto myšlenku rozpracoval do teorie (kterou publikoval jako svou disertační práci), ve které stanovil vlnové charakteristiky těchto materiálních vln: Vlnová délka de Broglieovy vlny je

m je klidová hmotnost částice, v rychlost pohybující se částice, h Planckova konstanta, je Lorentzův faktor, a je rychlost světla ve vakuu.
Z daného vztahu pro vlnovou délku vyplývá, že krátké vlnové délky mají větší energii než mají delší vlnové délky. Takovéto vlnění se označuje jako de Broglieovy vlny (hmotnostní vlny) a je projevem vlnových vlastností pohybujících se částic. De Broglieovy vlny byly dokázány v r. 1927 difrakcí elektronů na krystalech niklu (Davissonův-Germerův pokus). Za objev vlnových vlastností elektronů obdržel de Broglie v r. 1929 Nobelovu cenu za fyziku.

Ze vztahu pro vlnovou délku lze odvodit vztah pro frekvenci de Broglieovy vlny a celkovou energii částice:

kde f je frekvence a E je celková energie. Tyto dvě rovnice jsou častěji psané jako

kde je hybnost, je redukovaná Planckova konstanta a je úhlová frekvence

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. MECHLOVÁ, Erika; KOŠŤÁL, Karel, a kol. Výkladový slovník fyziky pro základní vysokoškolský kurz. Praha: Prometheus, 1999. ISBN 80-7196-151-5.